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ESTADO DEL ALMACENAMIENTO
GEOLGICO DE CO2 EN MXICO
MEXICO
Dr. Moiss Dvila Serrano
ESPECIALIDAD: Ingeniera Geolgica Mxico, D.F., a 8 de noviembre
de 2012
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1.- INTRODUCCIN
2.- DESARROLLO
3.- CONCLUSIONES
2.1.- Qu es el Secuestro de Carbono? 2.2.- El Proceso de
Almacenamiento Geolgico de CO2 2.3.- Criterios Geolgicos para el
Almacenamiento de CO2 2.4.- Proyectos de CCS Actualmente en
Desarrollo en el Mundo 2.5.- Escalas de Evaluacin y Resolucin 2.6.-
Estado de la Evaluacin de Capacidad de Almacenamiento en Mxico
2.7.- Zonas de Inclusin y Exclusin para Almacenamiento Geolgico de
CO2 en Mxico 2.8.- Capacidad Terica de Almacenamiento de CO2 en
Acuferos Salinos Profundos en Mxico 2.9.- Un ejemplo de Cuenca
Analizada 2.10.- Retos de los Proyectos de CCS en el Mundo 2.11.-
Retos de los Proyectos de CCS en Mxico 2.12.- Necesidad de Formacin
de Recursos Humanos en Mxico
INDICE
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La mayora de los pases del mundo estn
realizando esfuerzos para mitigar el
impacto de la emisin de gases de efecto
invernadero.
Pero el problema aun no est bajo
control.
Se hacen necesarias medidas urgentes para
revertir esta tendencia antes de que los
impactos sean muy costos o impagables por
la civilizacin actual. 3
1.- INTRODUCCIN
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En la actualidad el 69% de las
emisiones de CO2 y el 60% del
total de emisiones de efecto
invernadero (GEI) provienen de
fuentes estacionarias.
Esto ofrece algunas ventajas
para su solucin, como la
captura y almacenamiento
geolgico de carbono (CCS).
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1.- INTRODUCCIN
69%
CO2
60%
GEI
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Cartera de opciones para reducir las emisiones de CO2
relacionadas a la industria fija al ao 2050 [IEA, 2010].
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1.- INTRODUCCIN
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Escenario al 2035 en lo que se refiere a las tecnologas de
produccin de energa
en los principales pases y regiones del mundo [IEA, 2012].
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1.- INTRODUCCIN
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1.- INTRODUCCIN
Incremento de las
concentraciones de CO2 en
el mundo en los ltimos
200 aos.
En la parte inferior de la
figura aprciese el
decaimiento de la relacin 13C/12C que apoya el
origen antropognico de
bixido de carbono ya que
el istopo 13C es de origen
natural exclusivamente en
contraparte al 12C que
tiene una componente
antropognica importante
[Cook, 2012].
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El efecto invernadero es un fenmeno gracias al cual es factible
la vida .
Permite que la temperatura sea 15C en promedio en la superficie
del planeta,
superior a lo que sera si el calor que provee el sol se
reflejara totalmente.
El resultado sera un planeta helado y sin vida. Se estima que
sin el CO2 y el vapor
de agua en la atmsfera, la temperatura promedio en la superficie
de la Tierra sera
de -18C ya que estos gases absorben parte de la radiacin
infrarroja que va de
regreso al espacio despus de rebotar en la superficie terrestre
[Vega de Kuyper,
2007].
Esquema simplificado del
efecto invernadero
[NACSA, 2012].
Principales gases de efecto invernadero
[SEMARNAT, 2007 modificado].
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1.- INTRODUCCIN
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Principales pases emisores de CO2 en el mundo y su desempeo per
cpita
[Geoscience Australia, 2012] 9
2.- DESARROLLO
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2.- DESARROLLO 2.1.- Qu es el secuestro de carbono?
La captura y
almacenamiento seguro de
CO2 que de otra forma sera
emitido a la atmsfera o
permanecera en ella. Esto
se logra ya sea mediante la
captura de las emisiones
producidas por el hombre o
a travs de su remocin de
la atmsfera por cualquier
va y su subsecuente
almacenamiento.
IPCC,205.
En el tipo geolgico del secuestro de carbono se involucra una
fuente estacionaria de CO2, tal
como una central de generacin de energa elctrica, una planta
para separar el CO2 del resto de
los gases de combustin, una unidad de compresin de manera que se
pueda transportar en un
gasoducto y un sitio de almacenamiento adecuado con su
respectivo sistema de monitoreo
[Cook, 2012]. 10
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Esquema de las tres formas principales de
captura y separacin existentes en el proceso
de CCS.
La postcombustin involucra combustin del
combustible con aire que resulta en una
concentracin baja de CO2.
La precombustin que lleva a cabo la
gasificacin de carbn para formar hidrgeno
en forma previa y que servir como
combustible a la caldera, lo que proporcionar
un flujo concentrado de CO2
El Oxyfuel que se parece a la forma
convencional o postcombustin excepto porque
se lleva a cabo en una atmsfera rica en
oxgeno lo que resulta en un flujo rico en CO2
en la combustin .
[Cook, 2012].
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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Los sitios con potencial de almacenamiento geolgico son aquellos
que:
Tienen capacidad e inyectividad aceptables.
Cuentan con confinamiento y estabilidad geolgica asegurados.
No estn comprometidas para otro tipo de usos como yacimientos
de
hidrocarburos, agua u otros recursos.
Los criterios propuestos para la evaluacin de una cuenca para
fines
de almacenamiento geolgico de CO2 incluyen:
o Caractersticas como actividad tectnica, tipo de sedimentos
y
regmenes geotrmicos e hidrodinmicos.
o Recursos como hidrocarburos, carbn y otros minerales.
o Madurez e infraestructura industrial de la zona.
o Aspectos sociales como grado de desarrollo, economa, medio
ambiente, educacin y actitud de la comunidad.
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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Diagrama de Presin vs Temperatura
del CO2 [Surez, 2007].
Diagrama de Densidad vs Temperatura del CO2 [Bachu, 2012].
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO
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Principales formas de almacenamiento geolgico de CO2 [IPCC,
2005]. 15
2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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La recuperacin mejorada de hidrocarburos usando CO2 (CO2-EOR) ha
sido
utilizada por ms de 50 aos, sobre todo en USA.
Aun cuando el fin original no fue almacenar CO2 geolgicamente,
ste ocurre.
Por ahora es la nica forma de CCS que resulta rentable.
Adems, esta modalidad ha enseado innumerables lecciones en
trminos del
manejo del bixido de carbono por su uso maduro en la industria
petrolera.
Cook, 2012. 16
2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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La inyeccin de CO2 en lechos permeables de
carbn desplaza metano y el bixido de carbono es
adsorbido en las superficies de todas las caras
posibles del medio [Cook, 2012].
Diferencia entre la retencin estructural
o estratigrfica y la retencin residual
[Cook, 2012].
En acufero
En carbn mineral
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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Distribucin general de cuencas sedimentarias prospectadas en el
mundo y
clasificadas de acuerdo a su pertinencia para CCS [IPCC,
2005].
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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Esquema que muestra
que la capacidad
requerida al 2050 es
solamente el 1% de la
capacidad total potencial
en los acufero salino s
del mundo. AIE, 2010.
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2.- DESARROLLO 2.2.- El Proceso de Almacenamiento Geolgico de
CO2
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Terrenos geolgicos de poco inters:
o Altamente fracturados o plegados.
o Historia diagentica compleja.
o Localizados en zonas con estados de esfuerzo que
induzcan presiones importantes al reservorio.
o Profundidades menores a 800 m.
o Sin posibilidades de mecanismo de sello.
o Porosidad y permeabilidad bajas.
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2.- DESARROLLO 2.3.- Criterios Geolgicos para el Almacenamiento
de CO2
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Withaker,2012 21
2.- DESARROLLO 2.4.-Proyectos de CCS Actualmente en Desarrollo
en el Mundo.
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Withaker,2012
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2.- DESARROLLO 2.4.-Proyectos de CCS Actualmente en Desarrollo
en el Mundo.
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Variaciones en tamao y resolucin de diferentes capacidades de
almacenamiento.
(a) Pirmide tecno-econmica de recursos, (b) Escalas de
evaluacin.
[Bradshaw et. al. 2007. en Bachu et. al. 2007].
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2.- DESARROLLO 2.5.- Escalas de Evaluacin y Resolucin
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1.- Slo acuferos salinos profundos.
2.- Se utiliz la Metodologa CSLF, 2007.
3.- Inventario Nacional a Nivel Pas ( escala 1 de 5).
4.- Inventario Nacional a Nivel Cuenca ( escala 2 de 5).
5.- Resultados en The North American Carbon Storage Atlas 2012
e
Inventario Nacional de CCS, 2012.
6.- Comenzando Escala Regional en Coahuila y Tamaulipas ( escala
3 de 5)
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2.- DESARROLLO 2.6.- Estado de la Evaluacin de Capacidad de
Almacenamiento en Mxico
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Zonas de
inclusin y
exclusin para
almacenamiento
de CO2
antropognico en
la
Repblica
Mexicana
[Jimnez et. al,
2010].
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2.- DESARROLLO 2.7.- Zonas de Inclusin y Exclusin para
Almacenamiento Geolgico de CO2 en Mxico.
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Ubicacin de las 11 provincias geolgicas evaluadas
a nivel cuenca que componen las zonas de
inclusin en Mxico [SENER,2012].
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2.- DESARROLLO 2.8.- Capacidad Terica de Almacenamiento de CO2
en Acuferos Salinos Profundos
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a).- Lmites de la provincia geolgica de Veracruz. b)
Caractersticas petrofsicas evaluadas: contenido de arcillas,
porosidad, saturacin de agua y permeabilidad.
c) Ejemplo de seccin donde se propone un sector para el
almacenamiento en una secuencia terrgena M, cubierta por otra Pl
que sirve como un sello. d) Localizacin de sectores propuestos para
la Provincia Geolgica de Veracruz (cuadros negros) y su relacin con
la ubicacin de fuentes emisoras de CO2.
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2.- DESARROLLO 2.9- Un ejemplo de Cuenca Analizada.
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Importancia de iniciar proyectos urgentemente en el mundo para
cumplir con la
capacidad de almacenamiento esperada y necesaria [Withaker,
2012]. 28
2.- DESARROLLO 2.10- Retos de los Proyectos de CCS en el
Mundo.
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Objetivos de captura y almacenamiento geolgico para cumplir
con las reducciones al 50% en 2050.Withaker, 2012]. 29
2.- DESARROLLO 2.10- Retos de los Proyectos de CCS en el
Mundo.
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Factores importantes que condicionan el desarrollo de CCS y
otras
acciones a favor del cambio climtico
Se acepta que el cambio climtico actual s tiene una componente
causal definitivamente
antropognica. Indiferencia.
No se comprende bien cuando se habla en tiempos geolgicos y
cuando se argumentan
causas naturales.
La Sociedad no identifica claramente la relacin de las emisiones
con el grado de
comodidad al que aspiramos.
Las personas estn demasiado convencidas de que el problema se
puede resolver, pero los
gobiernos son los que lo deben hacer.
Los encargados de formular el marco legal del cambio climtico no
siempre representan el
sentir de la sociedad.
Los financieros tiene ahora presiones para favorecer proyectos
de carcter energa limpia.
La industria comienza a ser, en algunos pases, presionada para
tomar medidas eficaces,
casi siempre por la va de impuesto al carbono.
Pero una pregunta donde muchas cosas se detienen, es al llegar
al tema de los costos. No
est clara la lnea de quines deben pagar las opciones de
mitigacin. Sin embargo,
finalmente el usuario, el pblico o la sociedad pagarn estos
proyectos. Algunas veces con
dinero, otras con externalidades.
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2.- DESARROLLO 2.10- Retos de los Proyectos de CCS en el
Mundo.
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1.- Se ha estimado una
capacidad terica de
almacenamiento de 100 Gt
que es comparable don 200
aos de emisiones de la
industria fija nacional
reportada
2.- En el mundo deberan
capturarse 160 Mt para el
2025, la proporcin para
Mxico corresponde a 3,7 Mt
al ao.
3.- En el mundo se deberan
capturar 10 Gt para el 2050,
la proporcin para Mxico
corresponde a 230 Mt al ao.
Los 20 pases que emiten ms GEI. Mxico
ocupa el 11 lo cual coincide con el orden econmico del pas
[Arvalo,2012].
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2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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32 Ubicacin y clasificacin de las fuentes fijas de CO2 en Mxico
[SENER,2012].
2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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Factores importantes que condicionan en Mxico el desarrollo de
CCS
La clase poltica tiene escaso o nulo conocimiento de la
tecnologa y su aporte real a la mitigacin del fenmeno de
emisin de GEI.
Implica inversiones muy grandes que no se pueden enfrentar
nicamente con criterios econmicos sino de sustentabilidad.
El costo nivelado de almacenamiento es del orden de 100
USD/tCO2[Cook,2012].
La sociedad ignora casi por completo de su existencia y es
probable que no sea fcil su aceptacin.
Demanda de recursos humanos de varias ramas del
conocimiento, varias de las cuales no se dominan en nuestro
pas.
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2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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Ruta Tecnolgica del CCS en Mxico. SENER 2011.
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2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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Las instituciones de investigacin y de enseanza superior
mexicanas deben encontrar la forma de formar los RH que le
permitan al pas cumplir con el reto de CCS nos impone. En lo
particular, el gremio de las Ciencias de la Tierra deber
ocuparse
de introducir el conocimiento de la tecnologa en los procesos
educativos y fomentar que se le d suficiente prioridad por dos
razones bsicas:
El conocimiento geolgico marca el inicio de los proyectos
de CCS. Estos nacen con la localizacin y caracterizacin de lo
sitios de almacenamiento.
La observacin de por vida de un depsito de CCS es
esencialmente geolgica.
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2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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Esquema mnimo de trabajo para el desarrollo de capacidad en
recursos humanos para desarrollar la tecnologa de CCS
al menos en las ramas de las Ciencias de la Tierra. SENER, 2011.
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2.- DESARROLLO 2.11- Los Retos de los Proyectos de CCS en
Mxico.
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Es necesario acelerar el paso en Mxico en la preparacin de
profesionistas de muchos mbitos, en particular en ciencias de
la
Tierra, que sean capaces de ayudar a detonar un nmero importante
de proyectos de CCS, dado que el pas seguir
utilizando combustibles fsiles por muchos aos ms.
Es de vital importancia complementar el inventario de sitios
de
almacenamiento geolgico tanto en el tipo de acuferos salino
profundo que ya ha iniciado, pero que se encuentra aun en una
etapa temprana, como comenzar a la brevedad el de EOR y
yacimientos de hidrocarburos exhaustos.
La sociedad ignora casi por completo el Concepto de CCS y es
probable que no sea fcil su aceptacin. Es necesaria su
divulgacin al igual que conseguir la inclusin en la agenda
poltica.
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3.- CONCLUSIONES
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ESTADO DEL ALMACENAMIENTO
GEOLGICO DE CO2 EN MXICO
Gracias !
ESPECIALIDAD: Ingeniera Geolgica Mxico, D.F., a 8 de noviembre
de 2012
